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利用神经网络确定 CMSSM 参数

高能物理 - 唯象学 2013-10-30 v3 高能物理 - 实验

摘要

在大多数(弱相互作用)标准模型扩展中,将参数值映射到实验可测量量的关系是可以计算的(带有一定的不确定性),但逆关系通常是未知的。本文展示了人工神经网络寻找这一未知关系的能力,即通过大型强子对撞机 (LHC) 的可测量量来确定标准模型约束最小超对称扩展 (CMSSM) 的未知参数。我们预期该方法也适用于许多其他新物理模型。我们将该方法的性能与直接 χ2\chi^2 最小化的结果进行了比较。我们在强子层面模拟了质心能量为 14 TeV 的 LHC 信号。在这项概念验证研究中,我们没有明确模拟标准模型背景,而是应用了已被证明能增强信噪比的截断条件。我们分析了四个不同的基准点,它们刚好位于当前超粒子质量下限之外,在积分亮度为 10 fb1^{-1} 时,每个基准点在截断后产生约 1000 个事件。我们使用了多达 84 个可观测量,其中大多数是计数可观测量;我们不尝试从运动学边缘或分布的拐点直接重建(质量差)质量。然而,我们发现 m0m_0m1/2m_{1/2} 可以被可靠地确定,在某些情况下误差小到 1%。在拥有 500 fb1^{-1} 数据的情况下,tanβ\tan\betaA0A_0 也可以被相当准确地确定。在相当的计算努力下,χ2\chi^2 最小化产生的结果要差得多。

关键词

引用

@article{arxiv.1307.3383,
  title  = {Determination of the CMSSM Parameters using Neural Networks},
  author = {Nicki Bornhauser and Manuel Drees},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1307.3383},
  year   = {2013}
}

备注

46 pages, 10 figures, 4 tables; added short paragraph in Section 5 about the goodness of the fit, version to appear in Phys. Rev. D